بررسي تأثير متغير‌هاي ساختاري بر عملكرد فيلترهاي پليسه‌اي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نساجي

كارشناسي ارشد

از اوايل قرن بيستم، فيلترهاي اليافي ساده به‌عنوان يكي از اجزاي اصلي سامانه‌هاي تهويه و كنترل آلودگي هوا مورد استفاده قرار گرفته‌اند. با پيشرفت فناوري و افزايش نياز به بازده بالاتر فيلتراسيون، طراحي‌هاي پيشرفته‌تري توسعه يافته‌اند كه در اين ميان، فيلترهاي پليسه‌اي به دليل نسبت سطح به حجم بالا، افت فشار كمتر و طول عمر بيشتر، جايگاه ويژه‌اي در كاربردهايي نظير تهويه مطبوع، صنعت خودروسازي و تجهيزات پزشكي پيدا كرده‌اند. در اين پژوهش، عملكرد فيلترهاي پليسه‌اي از جنس پلي‌پروپيلن به‌صورت عددي و با استفاده از روش ديناميك سيالات محاسباتي مورد بررسي قرار گرفته است. هدف اصلي، تحليل رفتار جريان هوا درون فيلتر و پيش‌بيني ميدان سرعت و افت فشار تحت تأثير پارامترهاي هندسي شامل عمق پليسه، تعداد پليسه و نفوذپذيري محيط متخلخل بوده است. براي اين منظور، سه سطح نفوذپذيري 13-10 × 7 ، 12-10 × 8 و 11-10 × 9 مترمربع، سه مقدار عمق پليسه (20، 25 و 30 ميلي‌متر) و سه مقدار تعداد پليسه (100، 180 و 260 پليسه در متر) با توجه به مقالات و داده‌هاي مورد استفاده در فيلترهاي متداول انتخاب شدند و مورد بررسي قرار گرفتند. در ابتدا با توجه به مطالعه‌اي كه فنگ و همكاران در اين زمينه انجام دادند، شبيه سازي به منظور اعتبار سنجي مدل عددي انجام شد، كه نتايج بدست آمده تطابق مناسبي با پژوهش انجام شده داشتند و صحت مدل سازي عددي تاييد شد. پس از انجام اين مرحله، اثر تغيير پارامترهاي هندسي و نفوذپذيري بر عملكرد فيلتر مورد تحليل قرار گرفت. نتايج نشان داد كه توزيع سرعت در راستاي عرضي، عمدتاً داراي الگوي سهموي و متقارن بوده، به‌طوري كه بيشينه سرعت در مركز پليسه‌ها حدود 0/20 متر بر ثانيه و كمينه آن در نزديكي ديواره‌ها مشاهده مي‌شود. در راستاي طولي نيز روند افزايشي سرعت از حدود 0/03 – 0/05 تا 0/33 – 0/35 متر بر ثانيه به ثبت رسيد كه بيانگر شتاب‌گيري جريان تحت اثر گراديان فشار و عبور از محيط متخلخل است. همچنين نتايج نشان داد كه با تغيير پارامتر‌هاي هندسي مانند تعداد پليسه و عمق پليسه و تغيير در ميزان نفوذپذيري محيط متخلخل، مقاومت هيدروديناميكي تغيير كرده و موجب تغيير در افت فشار مي‌شود و همچنين در مواردي محدود شدن مسير جريان، منجر به افزايش افت فشار مي‌شود. در نهايت مي‌توان نتيجه گرفت كه انتخاب بهينه پارامترهاي هندسي در كنار نفوذپذيري مناسب، نقش مؤثري در بهبود عملكرد فيلتراسيون و كاهش مصرف انرژي در سامانه‌هاي تهويه ايفا مي‌كند.

236813

فناوري نساجي

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان